费县许家崖水库水源地生态修复方案分析

吴淑凤

（临沂市水利水电工程建设监理中心，山东 临沂 276001）

1 引言

水资源是重要的资源，水资源短缺将对经济、社会发展带来较为严重的影响[1-2]。我国是一个水资源较为短缺的国家，水源地保护工程是一件重要的民生工程，对城镇发展、建设影响较大。目前，已有多个地区采取了水源地保护工程，取得了良好的效益[3-5]。污染源是影响水源地保护工程水质的一个重要因素，针对水源地范围内污染源的治理是水源地保护工程的重要组成部分。污染源种类多、污染物丰富，因此，需要采取适宜的污染源治理方法、工艺，以保障污染源治理效果，修复生态环境[6-8]。

2 工程概况

费县许家崖水库水源地生态保护工程位于临沂市费县，包括许家崖水库饮用水水源地一级保护区、二级保护区以及准保护区内的保护工程。其中，一级保护区面积为22.20 km2，二级保护区面积为10.64 km2，准保护区面积为443.21 km2。

3 污染源综合治理工程总体布置

保护区内水体在流经自然村落时，由于接纳生活及生产污水会出现局部水质恶化现象。保护区域内自然村落数量众多，目前没有完善的污水管网，污水直排造成多处水体黑臭，严重影响城镇卫生与保护区水质，不利于生态与人居环境的可持续发展。因此，项目建设过程中须充分考虑水体环境的保障措施。

对保护区内分布的村庄设置分散式污水处理系统及配套管网，收集处理农村生活污水；沿水库滨岸带设置生态拦截带，截留农业面源污染。

3.1 分散式污水处理系统

因为项目范围内的村庄较为分散，从布设管网的难易程度和施工建设成本等多方面考虑，该区域不适宜进行集中式污水处理，设计选用分散式污水处理技术。

3.1.1 污水来源

本项目污水主要来自设计范围内产生的农村生活污水，根据经济和可行性分析，考虑节约用地等因素，在污水处理系统前设置溢流井，雨季时，超过设计能力的污水直接溢流进入河道内。

根据项目区内村落分布与人口密度统计，设计49 处一体化污水处理站，其中费城街道设计7 处，梁邱镇设计18 处，石井镇设计10 处，新庄镇设计14 处。

根据一般乡镇综合用水指标，该区域用水量指标选取为120 L/（人·d）。按照污水管网铺设完成，雨污分排改造完成进行设计，污水管道水力计算中城市综合污水排放系数取0.8。考虑经济性与可行性，该分散式污水处理系统按统一模块化设计，设计最大处理水量为500 m3/d。

3.1.2 设计进出水水质

参考国内其他地区农村生活污水水质指标，同时考虑到项目区域经济及居民生活水平将不断提高，含磷洗涤用品使用量的减少，及对含氮、磷农用化肥用品的合理使用和加强管理，因此确定本项目生活污水进水水质见表1。

表1 设计进出水水质指标表

考虑到项目区域的水域环境要求与自净能力，提高设计出水水质指标。设计出水水质按《城镇污水处理厂排放标准》（GB 18918-2002）一级A标准要求进行设计。

续表1

3.1.3 工艺比选

根据费县许家崖水库水源地保护工程的总体目标，结合工程的投资、占地、运行费等条件，选取常用的污水处理工艺进行比选。

选取合适的污水处理工艺，有利于保障出水水质、运行管理以及占地、能耗等情况。结合污染情况，项目拟采用生化处理工艺，各工艺特点见表2。

表2 各类生化处理方法的特点

污水处理工艺选取对水污染治理效果、工程投资均具有较大的影响。考虑到水质情况，采用“调节池+A/O+MBR”工艺。

A/O工艺（缺氧－好氧）称为厌氧-缺氧-好氧工艺，其典型工艺流程见图1。

图1 传统A/A/O工艺流程框图

3.1.4 工艺流程

根据进水水质特点及出水水质要求，拟采用以下工艺流程对原污水进行处理。

图2 生活污水处理工艺流程框图

生化处理单元的好氧区回流混合液通过手动阀门调节部分回流到缺氧区，以去除总氮。

本方案处理流程共2个单元：预处理单元和生化处理单元。

预处理单元：包含格栅和调节池各1个。

生化单元：缺氧池1个、好氧池1个、膜池1个、设备间及附属设备1套。

3.2 生态拦截带工程

生态拦截带主要由工程部分和生物部分组成，总长35 km。工程部分等高开沟，两侧沟壁可由蜂窝状水泥板组成，也可由木桩或扁竹固定。渠体的断面为等腰梯形，上宽1.5 m，底宽1.0 m，深0.6 m。渠壁、渠底均为土质。

图3 生态拦截带工程位置示意图

图4 生态拦截带剖面示意图（单位：m）

3.3 配套污水收集管网工程

污水管网工程按远期规模进行规划设计，根据经开区一般乡镇综合用水指标，该区域用水量指标选取为120 L/（人·d）。远期按照污水管网铺设完成，雨污分排改造完成进行设计，污水管道水力计算中城市综合污水排放系数取0.8。

a）设计流量

流量计算公式为：

式中：V为流速，m/s；A为过水断面面积，m3。

流速计算公式为：

式中：R为水力半径，m；i为水力坡降；n为粗糙系数，钢筋混凝土管为0.014、塑料管0.009。

b）设计最大充满度

污水管道设计充满度按非满流计算。其最大设计充满度见表3。

表3 污水设计最大充满度

c）污水管道最小坡度

为防止管道淤堵，污水管道在设计充满度下流速不应低于0.6 m/s，根据该原则计算该区域污水管道最小坡度见表4。

表4 污水管道最小坡度一览表

4 结论

为保护许家崖水库水源地水质，充分调查污染源分布情况，针对性的采取防护措施。通过方案比选，采用“调节池+A/O+MBR”工艺对许家崖水库水源地污染源进行治理，适宜性良好。同时，可结合截污管涵、生态截污带等工程，保障水源地水质，修复水源地生态环境。